Ποια είναι η αρχή του ηχομετρητή;
Ο ηχομετρητής είναι ένα βασικό όργανο μέτρησης θορύβου. Είναι ηλεκτρονικό όργανο, αλλά διαφέρει από αντικειμενικά ηλεκτρονικά όργανα όπως τα βολτόμετρα.
Κατά τη μετατροπή ακουστικών σημάτων σε ηλεκτρικά σήματα, μπορούν να προσομοιωθούν τα χρονικά χαρακτηριστικά της ταχύτητας απόκρισης του ανθρώπινου αυτιού στα ηχητικά κύματα.
Υπάρχουν χαρακτηριστικά συχνότητας με διαφορετικές ευαισθησίες σε υψηλές και χαμηλές συχνότητες και χαρακτηριστικά έντασης που αλλάζουν τα χαρακτηριστικά συχνότητας σε διαφορετικές ηχηρότητες. Επομένως, ο ηχομετρητής είναι ένα υποκειμενικό ηλεκτρονικό όργανο.
Η αρχή λειτουργίας του ηχομετρητή είναι:
Το μικρόφωνο μετατρέπει τον ήχο σε ηλεκτρικό σήμα και στη συνέχεια ο προενισχυτής αλλάζει την αντίσταση ώστε να ταιριάζει με το μικρόφωνο και τον εξασθενητή. Ο ενισχυτής προσθέτει το σήμα εξόδου στο δίκτυο στάθμισης και εκτελεί στάθμιση συχνότητας στο σήμα (ή σε ένα εξωτερικό φίλτρο).
Στη συνέχεια, το σήμα ενισχύεται σε ένα ορισμένο πλάτος μέσω του εξασθενητή και του ενισχυτή και στη συνέχεια αποστέλλεται στον ανιχνευτή ενεργών τιμών (ή στον καταγραφέα εξωτερικού επιπέδου) και η τιμή του επιπέδου θορύβου δίνεται στον μετρητή δείκτη.
1) Το μικρόφωνο είναι μια συσκευή που μετατρέπει τα σήματα ηχητικής πίεσης σε σήματα τάσης. Λέγεται και μικρόφωνο. Είναι ο αισθητήρας ενός ηχομετρητή. Τα κοινά μικρόφωνα περιλαμβάνουν κρύσταλλο, ηλεκτρικό, κινούμενο πηνίο και συμπυκνωτή.
Το δυναμικό μικρόφωνο αποτελείται από ένα δονούμενο διάφραγμα, ένα κινητό πηνίο, έναν μόνιμο μαγνήτη και έναν μετασχηματιστή.
Το δονούμενο διάφραγμα αρχίζει να δονείται αφού υποβληθεί σε πίεση ηχητικών κυμάτων και οδηγεί το κινητό πηνίο που είναι εγκατεστημένο μαζί του να δονείται στο μαγνητικό πεδίο για να δημιουργήσει επαγόμενο ρεύμα.
Αυτό το ρεύμα αλλάζει ανάλογα με την πίεση των ηχητικών κυμάτων στην οποία υποβάλλεται το δονούμενο διάφραγμα. Όσο μεγαλύτερη είναι η ηχητική πίεση, τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα που παράγεται. Όσο χαμηλότερη είναι η ηχητική πίεση, τόσο μικρότερο είναι το ρεύμα που παράγεται.
Το πυκνωτικό μικρόφωνο αποτελείται κυρίως από ένα μεταλλικό διάφραγμα και σε στενά απέχοντα μεταλλικά ηλεκτρόδια. Είναι ουσιαστικά ένας πυκνωτής πλάκας.
Το μεταλλικό διάφραγμα και το μεταλλικό ηλεκτρόδιο αποτελούν τις δύο πλάκες του επίπεδου πυκνωτή. Όταν το διάφραγμα επηρεάζεται από ηχητική πίεση, το διάφραγμα παραμορφώνεται, προκαλώντας αλλαγή της απόστασης μεταξύ των δύο πλακών.
Ως αποτέλεσμα, η χωρητικότητα αλλάζει και η τάση στο κύκλωμα μέτρησης bit αλλάζει επίσης, πραγματοποιώντας τη λειτουργία μετατροπής του σήματος ηχητικής πίεσης σε σήμα τάσης.
Το πυκνωτικό μικρόφωνο είναι ένα ιδανικό μικρόφωνο στην ακουστική μέτρηση. Έχει τα πλεονεκτήματα του μεγάλου δυναμικού εύρους, της επίπεδης απόκρισης συχνότητας, της υψηλής ευαισθησίας και της καλής σταθερότητας σε γενικά περιβάλλοντα μέτρησης, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως.
Δεδομένου ότι η σύνθετη αντίσταση εξόδου του πυκνωτικού μικροφώνου είναι πολύ υψηλή, η μετατροπή της σύνθετης αντίστασης πρέπει να πραγματοποιηθεί μέσω ενός προενισχυτή. Ο προενισχυτής είναι εγκατεστημένος μέσα στο ηχομετρητή κοντά στο σημείο που είναι εγκατεστημένο το πυκνωτικό μικρόφωνο.
2) Ενισχυτής
Γενικά, χρησιμοποιούνται ενισχυτές δύο σταδίων, δηλαδή ενισχυτής εισόδου και ενισχυτής εξόδου, των οποίων η λειτουργία είναι να ενισχύει ασθενή ηλεκτρικά σήματα.
Ο εξασθενητής εισόδου και ο εξασθενητής εξόδου χρησιμοποιούνται για την αλλαγή της εξασθένησης του σήματος εισόδου και της εξασθένησης του σήματος εξόδου, έτσι ώστε ο δείκτης του μετρητή να δείχνει στην κατάλληλη θέση.
Το εύρος ρύθμισης του εξασθενητή που χρησιμοποιείται στον ενισχυτή εισόδου είναι το χαμηλό άκρο της μέτρησης και το εύρος ρύθμισης του εξασθενητή που χρησιμοποιείται στον ενισχυτή εξόδου είναι το υψηλό άκρο της μέτρησης.
Πολλοί μετρητές στάθμης ήχου έχουν αποκοπή 70 dB για τα ψηλά και τα χαμηλά άκρα.
3) Ζυγισμένο δίκτυο
Προκειμένου να προσομοιωθούν οι διαφορετικές ευαισθησίες της ανθρώπινης ακοής σε διαφορετικές συχνότητες, το ηχόμετρο είναι εξοπλισμένο με ένα δίκτυο που μπορεί να προσομοιώσει τα χαρακτηριστικά ακοής του ανθρώπινου αυτιού και να τροποποιήσει το ηλεκτρικό σήμα σε μια κατά προσέγγιση τιμή της αίσθησης της ακοής. Αυτό το δίκτυο ονομάζεται δίκτυο στάθμισης.
Η στάθμη ηχητικής πίεσης που μετράται μέσω του δικτύου στάθμισης δεν είναι πλέον η στάθμη ηχητικής πίεσης ενός αντικειμενικού φυσικού μεγέθους (που ονομάζεται γραμμική στάθμη ηχητικής πίεσης), αλλά η στάθμη ηχητικής πίεσης που τροποποιείται από την αίσθηση της ακοής, που ονομάζεται σταθμισμένη στάθμη ήχου ή επίπεδο θορύβου.
